在 《目前只求得空气低速绕圆柱的解》 里 的 回复

思维机器  在 反相吧 发的 《目前只求得空气低速绕圆柱的解》   https://tieba.baidu.com/p/7610174321   。

 

确实，  这个 课题 可以做成 一个 项目，   分阶段 求解 ，    就是 分为 几个 子课题 ，   比如  楼主 现在 这个  “空气低速绕圆柱的解”  也是 一个 子课题  。

 

首先要 搞清楚的是   空气 流过 （一定角度的） 固体面 时 的 效应，  包括   冲击力 、摩擦力 、气压 和 速度 的 关系 。

 

小时候 我 总 以为  机翼 只要 像 风筝 那样  倾斜一个 角度 就行，   不知 为什么 还要 做成 鸟翼流线形（横截面）？

 

倾斜，  当然 会 造成 阻力，   但 升力 不是 阻力 的 一个 分量 吗 ？       这是 小时候 常常 想的，  因此 对 机翼 的 鸟翼流线形（横截面） 设计 总是 不以为然，  不太在意  。

 

但  刚刚 做了 一个 受力分析，    倾斜面 受到 空气 的 冲击力 F ，   F 可以分为 垂直于 和 平行于 倾斜面 的 两个 分量，  这 两个 分量 又 可以 分为 水平分量 和 竖直分量，  两者 的 竖直分量 方向相反 大小相等，  刚好抵消，    水平分量 方向相同，和 F 的 方向一样， 加起来 大小 刚好等于 F ，   所以，   F 不会 产生 升力，   只是 单纯 的 阻力  。

 

由此，   我们 从小 放风筝 的 风  都是 向上 吹 的  ？   或是，    空气 在 风筝 的 下面受阻，速度 变慢，  气压 变大，  大于 风筝 上面 的 气压，  产生 升力  。

 

但  倾斜面 明显 承受 了 可以说  100% 的 F ，  即 空气 的 冲击力 100% 作为了 阻力，   当然，  倾斜面 越 水平，  承受 空气 冲击 的 有效面积（分量） 越小，  冲击力 F 越 小  。

 

而  鸟翼流线形（横截面）  则 不用 承担 太大的 直接的 阻力  就 可以 产生 升力  。

 

 

回复  7 楼    dons222 ，

 

你说的 蝙蝠 我没想过，   现在想一下  。       我在 7 楼 里 说 风筝 的 升力 其实 也是 空气流速差 产生 ，  “空气 在 风筝 的 下面受阻，速度 变慢， 气压 变大， 大于 风筝 上面 的 气压， 产生 升力”  。

 

武侠小说 里 说 鸟儿 要飞时，  需要 用 腿 蹬 一下，   如果 没有 蹬 这一下，   就 扑棱扑棱 翅膀 飞不起来  。   我想 这一下 蹬 是 获得 向上向前 的 初速度，  这个 初速度 可以 让 空气 流过 翅膀，   鸟儿 在 蹬 的 同时 张开双翅，   就可以 让 空气 在 翅膀 的 上下表面 产生 流速差 进而 产生 气压差 而 产生  升力  ，    这样 就 飞起来，   同时 ，   再  扑动翅膀  增加 向前向上 的 推力  。

 

蝙蝠 倒吊 在 岩壁 上，   要 飞时，   松开脚爪，   掉落下来， 借由 重力加速，   掉落过程中 张开双翼，   空气 流过双翼，  在 翼 的 腹面 的 空气 受阻 ，  速度变慢 ，  气压变大，  产生 推力，推动 蝙蝠 在 下落 的 同时 横向 运动，  横向运动 的 方向 是 从 腹部 到 背部 的 方向  。   差不多的时候，  蝙蝠 扑打双翼，  产生 向上 和 横向 推力，  将 由 重力加速 获得 的 速度 的 方向 改变为 横向，  也就是 向前的 方向，  同时 改变 身体 的 飞行角度，   身体 由 竖直 抬升 为 水平 向前飞行，   这样， 蝙蝠 获得 了 向前 的 充分 的 速度， 只要 张开双翼，让 空气 流过 双翼，就可以 由 流过 翼 的 上下表面  的 空气 的 流速差  产生 气压差，  产生 升力，   也可以 扑打翅膀 增加 向上  的 推力 作为 辅助，  增加 向前 的 推力 保持 飞行速度  。

 

刚刚 这 是 蝙蝠 的 起飞过程，   接下来 就可以 正常 飞行 了  。

 

我猜想  蝙蝠 的 翼 的 前沿 由于 骨骼形状，   翼 前沿 的 横截面 大抵 也是 和 鸟类一样  是 流线弧形， 腹面 向里 凹一点， 就是 有点 “勾起来” ，  又 或者，  蝙蝠 的 整个 翼 张开 可以 呈 一个 弧面，   翼 的 背面 微凸，   腹面 微凹，    又 或者，   蝙蝠 可以 由 其 翼手结构 控制 翼，  让 翼 像 风筝 一样 倾斜 一个 角度，    这些 不管哪一种， 或是 混合使用，   都可以 使  翼 的 腹面 的 空气  流速  比  背面 的 空气流速 更慢，  而 使得   翼 的 腹面 的 气压 大于 背面 的 气压 ，  而 产生 升力，  或  从  腹面 到 背面 方向 的 推力  。

 

由上可见，   鸟儿 和 蝙蝠 起飞 都要 一个 初速，     唉，   现在 知道 蝙蝠 为什么  要 倒吊着 了，  它 大概只能  借助 重力 获得 初速，   它  那 个 细细 的 短短 的 软软 的  和  老鼠 差不多 的 小脚  大概 “蹬”不起来  。

 

蜂鸟 虽然是 鸟类，    但是 它  可以 垂直起降，  是 鸟儿 中 的 直升机，   大概 不用 “蹬”，  和  蜜蜂 昆虫  差不多 了 吧 ？   这也是 鸟儿  中  的  异类 了 。

 

以前 看 杂志 说，    恐龙 里 的 翼龙 翼手龙 进化到 一定 程度 就 产生了  翱翔 技能，   和 现代 鸟类 一样 ，   文中 主要是说 恐龙后期 的 体积很大 的 风神翼龙（大概是这个名字吧） ，  风神翼龙  掌握了 高超 的 翱翔技能，    只要 借助 空气 的 流动  就可以 飞翔 （是否包含 起飞 ？   记不清了），     总之 它 很少需要 扑翼，   只要 借助 一丁点 空气 的 流动，  都可以 飞起来，  或者  持续飞行，    印象中 大概 是 这个 意思  。

 

为此，   它 进化出了  广大 而 极薄 的 翼，   但 也因为此，  在 后来 气候变化，  地球 的 气候 不再 温暖温和，   而 刮起了 大风 时，     它  的 又 大 又 薄 的 翼  被  大风 吹 的 凌乱，  无法 在 大风  中  展翼飞行，   然后 被 淘汰 灭绝 了  。

 

 

 

考虑到  能量守恒 和 做功 ，    空气 的 流速差 产生 气压差 而 产生 升力（推力） 的 机制 是 怎样 的 ？   这也是 一个 前沿 的 课题 呢  ！

 

流速 如何 与 压力 相关，   而 产生 的 气压差 （推力） 要 满足 能量守恒 和 做功 的 模型，   这个 运作机制 是 怎样 的  ？      这是 大自然 的 一个 精妙设计  。

 

未来 可以 研究  。                   dons222    思维机器     李春祥384   渝中寿人